第01章电动机的自动控制基础(电气班)

船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室继电一接触器控制§1控制电器的结构原理和功能§2电动机的基本保护环节§3控制电路的基本控制环节船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室内容简介本章介绍常用的控制电器如继电器、接触器等，讲述组成电器控制线路的基本规则。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。什么是电器低压电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室接触器交流接触器直流接触器继电器电磁式继电器时间继电器温度继电器速度继电器压力继电器自动空气断路器行程开关熔断器其他电器如按钮刀开关等电压继电器电流继电器中间继电器直流电磁式空气阻尼式半导体式管式螺旋塞式式快速式装置式开敞式常用低压电器直动式滚动式微动式、§1控制电器的结构原理和功能船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室时间继电器热继电器按钮熔断器限位开关接触器组合按钮中间继电器船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室接触器交流接触器的外形与结构(a)外形1(b)外形2船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和控制电路的自动控制电器。其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电热器、电焊机等。接触器还具有欠电压释放保护、零压保护、控制容量大、工作可靠、寿命长等优点，是自动控制系统中应用最多的一种电器。接触器的触头控制交流电还是直流电，分为交流接触器和直流接触器，二者之间的差异主要是灭弧方法不同。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室交流接触器工作原理动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机当吸引线圈通电后，产生的电磁吸力将衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电或电流小到一定程度时，由反力弹簧作用使衔铁释放。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室SBF2781061—铁芯2—线圈3—衔铁4—静触点5—动触点6—触点弹簧7—释放弹簧电磁式电器工作原理示意图b）线圈通以交流电RUIF22mG21∝∝∝NfU44.4fNU44.4（a）线圈通以直流电的电磁机构I与δ无关船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器指标：额定工作电压、电流、触点数目等。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室接触器的主要技术参数（1）线圈额定电压：指接触器吸合线圈的额定工作电压。（2）额定电流：指主触头的额定工作电流。（3）动作值：指接触器的吸合线圈电压和释放电压。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室主令电器主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。主令电器主要包括按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室1.按钮(a)普通按钮外形(b)急停按钮外形按钮的外形与结构船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室按钮结构、图形、文字符号及工作原理船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室通常用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室2组合开关或万能转换开关(多路多极开关)船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室组合开关结构、图形、文字符号及工作原理船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室转换开关有自复位式和定位式两种操作方式。自复位式转换开关当人手离开操作手柄时能自动回复到原始位置；定位式转换开关则每隔30°或45°有一个定位。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室3行程开关船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室行程开关结构、图形、文字符号及工作原理船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰撞或接近来控制其触头动作的开关电器。常用型式有按钮式和转臂式两种船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室主令控制器是一种多位置多回路的控制开关，适合于频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚机的控制等。4主令控制器船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室熔断器其与空气开关的区别：可靠性、可恢复性、多功能性等方面不如后者。用于低压线路中的短路保护。组成：熔体、容管、触点插座；类型：管式、插式、螺旋式；符号FU船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室熔体额定电流的选择：FIstFII21~6.11频繁起动的电机stFII5.212.电动机主回路LFII（稍大）1.平稳负载（如电灯、电炉）电路符号FU安秒特性tIF几台电动机共电路FI=（1.5~2.5)×In(最大的电动机)+∑In(其余电动机)船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室继电器继电器分类：用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。原理分：电磁式、机械式、热继电器等。参数分：电流、电压、速度、压力继电器。电磁继电器定义：根据电磁感应原理，在控制线圈内电磁的作用下，使机械触点产生开合动作的一种继电器。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室电磁继电器电磁继电器的外形与结构(a)外形1(b)外形2船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（电磁式）中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。中间继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。其通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室中间继电器结构及工作原理船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室中间继电器主要技术参数：额定电压：指主触点的额定工作电压；直流有：6V~110V；交流有：6V~220V；额定电流：主触点的额定电流；机械/电气寿命:4000万次以上；操作频率：每小时的操作次数10000次左右。；船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室中间继电器与接触器的区别：继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室中间继电器的图形符号及文字符号船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（1）电压继电器：其电压线圈匝数多、线径细，并联于电路中。正常电压时，衔铁被吸合。当电压低于某一整定值或为零时，衔铁被释放。（2）电流继电器：其电流线圈匝数少、线径粗，串联于电路中。当电流达到某一整定值时，衔铁被吸合或释放。（3）中间继电器：是将一个输入信号变为一个或多个输出信号的继电器。其作用是增加触头数量以扩大控制范围；具有以弱控强的开关信号“放大”能力。在较复杂的电路中用作程序控制元件。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室2)时间继电器时间继电器定时类型：电子式阻容式电磁式（空气式）电动式机诫式数字式船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（1）空气阻尼式时间继电器的工作原理空气阻尼式时间继电器主要由电磁机构、工作触头(微动开关)、气室及传动机构等组成,它有通电延时与断电延时两种。延时时间的长短与气室的进气量有关，调节螺钉可整定延时时间，调节范围在0.4~180s之间。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室常开触头延时闭合常闭触头延时打开线圈衔铁常闭触头常开触头线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作动作过程铁心出气孔进气孔橡皮膜伞形活塞杠杆船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器C1、C2为滤波电容,当电源变压器接上电源，正、负半波由二个二次绕组分别向电容C4充电，A点电位按指数规律上升。原始状态VT1管导通、VT2管截止。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器当A点电位高于B点电位，VT1管截止、VT2管导通，VT2管集电极电流通过高灵敏继电器K的线圈，右侧继电器K的触点输出信号，同时K的常闭触点断开充电电路，K的常开触点闭合使电容放电，为下次工作做好准备。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器调节电位器RW1的数值，就可以改变延时的大小，延时可达0.2s～300s。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室热继电器热继电器的外形与结构(a)外形1(b)外形2船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室定义：具有过载保护特性的继电器。作用：三相电机长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起电机过电流发热，当超过允许温度时热继电器触头动作，从而起到保护电机的作用。用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护。注意：由于热惯性，热继电器不能用于短时过载保护。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室热继电器工作原理热继电器是利用电流的热效应而动作的电器。热继电器脱扣后，经过一段时间冷却可自动或手动复位，图示的结构只能手动复位。热继电器也是反时限特性。船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室发热元件双金属片复位按钮它主要作用是对电动机实现过载保护。整定电流与电动机的额定电流基本上一致。扣板拉簧连板常闭触头热继电器的符号发热元件KH常闭触头KH船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室感应式速度继电器按转速大小传递信号的继电器。按结构的不同分为感应式、离心式等。圆环的转动力矩很小，当转速降到100r／min时，触头在弹簧反力作用下恢复原位。转轴永久磁铁圆环鼠笼绕组摆槌弹簧触头触头船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室§3电气控制系统识图由前一章所介绍的按钮、开关、接触器、继电器等有触头的低压控制电器所组成的控制线路，叫做电器控制线路。电器控制通常称为继电—接触器控制，其优点是电路图较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强，它可以很方便地实现简单和复杂的、集中和远距离生产过程的自动控制。电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电器元件布置图和电气安装接线图三种。返回船舶辅机电气控制系统2019/8/5课件轮机学院电气及自动化教研室电器控制线路图是工程技术的通用语言，为了便于交流与沟通，在电器控制线路中，各种电器元件